專利名稱：組合貫穿距的噴醇器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及柴油和醇混合燃燒時的甲醇噴射方法和裝置，進一步涉及一種組合貫穿距的噴醇方法和裝置。
技術背景:柴油/甲醇組合燃燒發(fā)動機在專利文獻I (CN1470752A)中已經進行了公開。能同時大幅度降低柴油機NOx與微粒排放，也能顯著提高柴油機的有效熱效率。柴油/甲醇組合燃燒發(fā)動機是在發(fā)動機進氣管上布置甲醇噴嘴，甲醇以液霧的形式噴入并與進氣混合形成均質混合氣進入氣缸，由柴油引燃燃燒。傳統(tǒng)的做法是將甲醇噴嘴布置在進氣管與氣流垂直的方向，由于低壓噴嘴的貫穿距較長，大量的甲醇噴射到進氣管壁面上并被反射，使甲醇不能以液霧的形式與空氣很好的混合，影響甲醇燃料的利用率，并且反射回的甲醇液滴竄入噴嘴與噴醇器密封處，容易使噴嘴的密封膠圈溶脹，降低噴醇器的使用壽命；或者將噴醇器與氣管形成一定的角度順氣流噴入氣管，甲醇液柱隨增壓后空氣高速流入氣缸，不能較好霧化且導致進入各缸的甲醇量不均勻。
發(fā)明內容:本實用新型的目的是通過在發(fā)動機進氣歧管前第一個進氣管轉彎處安裝不同貫穿距的甲醇噴嘴，使甲醇液柱直接噴射到發(fā)動機歧管不同部位，甲醇在整個進氣歧管蒸發(fā)形成均質混合氣，提高甲醇空氣混合氣進入各缸的均勻性。本實用新型可通過如下技術方案實現(xiàn):組合貫穿距的噴醇器，包括:進氣歧管延伸管11，與進氣歧管2共軸；進氣管延伸管9，與進氣管連接；進氣管延伸管9與進氣歧管延伸管11之間的夾角為直角或鈍角；連接彎頭10，連接進氣管延伸管9和進氣歧管延伸管11 ；將進氣歧管延伸管11、連接彎頭10、進氣管延伸管9中心線之間組成的平面定義為第一平面；位于彎頭處的噴嘴安裝孔14a、14b、14c，用于安放噴嘴；噴嘴安裝孔的方向與進氣歧管中心線平行或斜向氣缸方向，所述噴嘴孔的軸線與進氣歧管延伸管的中心線呈0-30度夾角；噴嘴15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g,用于噴射醇；與噴嘴安裝孔相配合的醇軌，為噴嘴提供醇。作為該噴醇器的優(yōu)選方案之一:所述噴嘴安裝孔14a、14b、14c數量為3，平行分布；且，還包括:與連接彎頭固定連接的支架21 ;所述醇軌16為正方形的等截面盒體，有3個出醇口，所述醇軌與支架通過螺母連接。作為該噴醇器的優(yōu)選方案之二:所述噴嘴安裝孔數量為4，沿噴嘴安裝孔中心線投影方向，呈梯形分布，4個噴嘴分別位于其中15d、15e、15f、15g ;且噴嘴安裝孔的中心線與進氣歧管延伸管的中心線的夾角為0-30度；所述醇軌為梯形空腔，在對應于噴嘴的位置開有4個出醇口 ；所述梯形分布為等腰梯形分布，兩條腰的延長線夾角為60度。本實用新型也可通過如下技術方案實現(xiàn):組合貫穿距的噴醇器，包括:進氣歧管延伸管11，與進氣歧管2共軸；進氣管延伸管9，與進氣管連接；進氣管延伸管9與進氣歧管延伸管11之間的夾角為直角或鈍角；連接彎頭10，連接進氣管延伸管9和進氣歧管延伸管11 ；將進氣歧管延伸管11、連接彎頭10、進氣管延伸管9中心線之間組成的平面定義為第一平面；第一擋板12，垂直于進氣管延伸管9中心線，與連接彎頭10固定連接；第二檔板13，垂直于第一平面，與進氣歧管延伸管11中心線的夾角，與進氣管延伸管9中心線的夾角，均為鈍角；垂直安裝在第一擋板上的2個或2個以上噴嘴安裝孔14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g ；噴嘴，用于噴射醇；與噴嘴安裝孔相配合的醇軌，為噴嘴提供醇。作為該噴醇器的優(yōu)選方案之一:所述第一擋板橫向并排3個噴嘴座14a、14b、14c。作為該噴醇器的優(yōu)選方案之二:所述噴嘴安裝孔數量為4，沿噴嘴安裝孔中心線投影方向，呈梯形分布，4個噴嘴分別位于其中15d、15e、15f、15g ;所述醇軌為梯形空腔,在對應于噴嘴的位置開有4個出醇口 ；所述梯形分布為等腰梯形分布，兩條腰的延長線夾角為60度。本實用新型的有益效果是:(一)多貫穿距噴醇器使醇液噴射到發(fā)動機歧管的不同部位，噴到進氣歧管不同部位的甲醇均勻地吸收發(fā)動機缸蓋各處更多的熱量并氣化，提高燃料霧化效果，與進氣形成均質混合氣進入氣缸被柴油引燃燃燒，同時緩解氣缸蓋與進氣管熱負荷不平衡現(xiàn)象，降低發(fā)動機熱負荷，減少發(fā)動機冷卻水帶走的廢熱。(二)甲醇燃料順氣流直接噴到進氣歧管并立即進入氣缸，避免了濕壁效應，減少噴嘴密封圈的溶脹效應，并且極大的提高了發(fā)動機的瞬態(tài)響應速度；也防止了進氣歧管噴射造成的直接噴射的發(fā)動機機體上產生醇膜。(三)通過使用不同流量的噴嘴，使貫穿距最小的噴嘴流量最大，并且其他噴嘴流量隨貫穿距增加而減小，從而使進入各缸的甲醇量更加均勻；(四)連接彎頭處采用了縮口形式，減小甲醇噴嘴處的空氣流通橫截面積，在氣管彎道處的強湍流提高了空氣與醇液的混合質量，促進進氣管壁面上的甲醇液膜蒸發(fā)。(五)本實用新型發(fā)動機實驗效果不亞于進氣歧管噴射，加工成本和改裝成本卻大大下降。本實用新型應用于各種運輸車輛和城市公交車及工程機械發(fā)動機(推土機、挖掘機和叉車等)，在各種工況下能顯著提高醇對柴油替代率，有效降低NOx和微粒排放，大幅度提高熱效率。[0036](六)另外，順氣流噴射有效防止甲醇液柱碰壁反射使噴嘴密封膠圈老化，從而延長噴油器的使用壽命。

:圖1是本實用新型安裝在發(fā)動機系統(tǒng)上的示意圖。I代表發(fā)動機機體；2代表進氣歧管；3代表甲醇噴射控制單元；4代表甲醇束不同貫穿距；5代表組合貫穿距噴醇器；6代表限壓閥代表甲醇濾清器；8代表甲醇箱；9代表進氣管延伸管；18代表空氣濾清器；19代表增壓器；20代表排氣歧管。圖2是實施例1結構示意圖。圖中，10代表連接彎頭，11代表進氣歧管延伸管，16代表醇軌。圖3是圖2的主視圖。圖中，15a、15b、15c分別代表噴嘴。圖4是圖2的左視圖。圖5是實施例1噴嘴安裝孔結構示意圖。圖中，12代表第一擋板，13代表第二檔板，14a、14b、14c本別代表噴嘴安裝孔。圖6是實施例1噴嘴安裝孔結構示意圖。圖中，21代表支架。圖7是本實用新型噴嘴的結構示意圖。圖8是實施例1中的醇軌結構示意圖。圖9是實施例2結構示意圖。圖10是圖9的主視圖。圖11是圖9的左視圖。圖12是圖9的俯視圖圖13實施例3結構示意圖。圖14是圖13的主視圖。圖15是圖13的左視圖。圖16是實施例4結構示意圖。圖17是圖16的主視圖。圖中，15d、15e、15f、15g分別代表噴嘴，17代表連接螺栓圖18是圖16的左視圖。圖19是實施例4噴嘴安裝孔結構示意圖。圖中，14a、14b、14c、14d分別代表噴嘴安裝孔。圖20是實施例4中所對應的醇軌。圖21實施例5的結構示意圖。圖22是圖21的左視圖。圖23是圖21的主視圖。圖24是實施例6結構示意圖。
具體實施方式
:實施例1:組合貫穿距的噴醇器，包括:進氣歧管延伸管11，與進氣歧管共軸；進氣管延伸管9，進氣管延伸管9與進氣歧管延伸管11之間呈直角交叉；連接彎頭10，連接進氣管延伸管9和進氣歧管延伸管11 ；將進氣歧管延伸管9、連接彎頭10、進氣管延伸管11中心線之間組成的平面定義為第一平面；第一擋板12，垂直于進氣歧管延伸管中心線，與彎頭外周面通過焊接方式連接；第二檔板13，垂直于第一平面；第一擋板12和第二檔板13之間的夾角為120度；對照圖5、6，垂直安裝在第一擋板12上的3個噴嘴安裝孔14a、14b、14c，其中中間噴嘴安裝孔14b的中心線與進氣歧管延伸管11中心線重合；安裝在噴嘴安裝孔內的噴嘴15a、15b、15c ;噴嘴安裝孔有深淺兩種，對應于不同長度的噴嘴，噴嘴安裝孔的深度差正好等于噴嘴的長度差；噴嘴安裝孔14a、14b、14c與第一擋板12固定連接；對照圖8，醇軌16是一根截面為正方形的等截面不銹鋼盒體，對應于噴嘴的位置方向開設三個出醇口，盒體另一側焊接快速接通形式的進醇口。噴嘴與噴醇器座和醇軌通過〇型密封圈實現(xiàn)密封。氣流經過第二擋板13的阻擋之后，產生微紊流，更加有利于醇的混合。實施例2:對照圖8-12，本實施例與實施例的不同之處在于，進氣歧管延伸管11、連接彎頭10和進氣管延伸管為一體成型，沒有第一擋板和第二檔板的設計，噴嘴直接通過在連接彎頭處打孔安裝。其它部件與實施例1相同。實施例3:對照圖13、14、15，說明本實施例的實現(xiàn)方案。本方案與實施例2的區(qū)別在于，本實施例主要針對工程機械的進氣歧管和進氣管結構而設計；在鑄造的時候，事先將安裝噴嘴的凸臺22鑄造出來， 然后在其上面打孔安裝噴嘴座。其它部件與實施例2相同。實施例4;對照圖16-20，說明本實施例的實現(xiàn)方案。組合貫穿距的噴醇器，包括:進氣歧管延伸管11，與進氣歧管共軸；進氣管延伸管9，進氣管延伸管9與進氣歧管延伸管11之間呈直角交叉；連接彎頭10，連接進氣管延伸管9和進氣歧管延伸管11 ；將進氣歧管延伸管9、連接彎頭10、進氣管延伸管11中心線之間組成的平面定義為第一平面；第一擋板12，垂直于進氣歧管延伸管中心線，與彎頭外周面通過焊接方式連接；第二檔板13，垂直于第一平面；第一擋板12和第二檔板13之間的夾角為120度；第一擋板上在垂直方向上分布2排噴嘴安裝孔，每排橫向并排2個噴嘴安裝孔，4個噴嘴安裝孔14d、14e、14f、14g正好圍成一個等腰梯形。安裝在噴嘴安裝孔內的噴嘴15d、15e、15f、15g;噴嘴安裝孔有深淺兩種，對應于不同長度的噴嘴，噴嘴座的深度差正好等于噴嘴的長度差；噴嘴安裝孔14d、14e、14f、14g與第一擋板12固定連接；對照圖20，醇軌16是一個等腰梯形不銹鋼盒體，開設4個出醇口，盒體另一側焊接快速接通形式的進醇口 ；通過連接螺栓17與第一擋板固定連接。噴嘴與噴醇器座和醇軌通過〇型密封圈實現(xiàn)密封。氣流經過第二擋板13的阻擋之后，產生微紊流，更加有利于醇的混合。實施例5:[0081]對照圖21-23。本方案與實施例3相似，在鑄造的時候，事先將安裝噴嘴的凸臺鑄造出來，然后在其上面打孔安裝噴嘴座；區(qū)別之處在于，噴嘴數量和結構不同，本實施例采取實施例4中的噴嘴分布方式；噴射入射角度不同，與進氣歧管延伸管中心線的夾角為15度。實施例6:對照圖24。本方案與實施例3相似，區(qū)別之處在于噴嘴座并不是事先鑄造出來的，而是通過3個柱狀體焊接在連接彎頭處。其它結構完全相同。
權利要求1.組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，包括: 進氣歧管延伸管(11)，與進氣歧管(2)共軸； 進氣管延伸管(9)，與進氣管連接； 進氣管延伸管(9)與進氣歧管延伸管(11)之間的夾角為直角或鈍角； 連接彎頭(10)，連接進氣管延伸管(9)和進氣歧管延伸管(11); 將進氣歧管延伸管(11)、連接彎頭(10)、進氣管延伸管(9)中心線之間組成的平面定義為第一平面； 位于彎頭處的噴嘴安裝孔(14a、14b、14c)，用于安放噴嘴；噴嘴安裝孔的方向與進氣歧管中心線平行或斜向氣缸方向，所述噴嘴孔的軸線與進氣歧管延伸管的中心線呈0-30度夾角； 噴嘴(15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g),用于噴射醇； 與噴嘴安裝孔相配合的醇軌，為噴嘴提供醇。
2.根據權利要求1所述組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述噴嘴安裝孔(14a、14b、14c)數量為3，平行分布；且，還包括: 與連接彎頭固定連接的支架(21)； 所述醇軌(16)為正方形的等截面盒體，有3個出醇口，所述醇軌與支架通過螺母連接。
3.根據權利要求1所述組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述噴嘴安裝孔數量為4，沿噴嘴安裝孔中心線投影方向，呈梯形分布，4個噴嘴分別位于其中(15d、15e、15f、15g);且噴嘴安裝孔的中心線與進氣歧管延伸管的中心線的夾角為0-30度；所述醇軌為梯形空腔，在對應于噴嘴的位置開有4個出醇口。
4.根據權利要求3所述組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述梯形分布為等腰梯形分布，兩條腰的延長線夾角為60度。
5.組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，包括: 進氣歧管延伸管(11)，與進氣歧管(2)共軸； 進氣管延伸管(9)，與進氣管連接； 進氣管延伸管(9)與進氣歧管延伸管(11)之間的夾角為直角或鈍角； 連接彎頭(10)，連接進氣管延伸管(9)和進氣歧管延伸管(11); 將進氣歧管延伸管(11)、連接彎頭(10)、進氣管延伸管(9)中心線之間組成的平面定義為第一平面； 第一擋板(12)，垂直于進氣管延伸管(9)中心線，與連接彎頭(10)固定連接； 第二檔板(13)，垂直于第一平面，與進氣歧管延伸管(11)中心線的夾角，與進氣管延伸管(9)中心線的夾角，均為鈍角； 垂直安裝在第一擋板上的2個或2個以上噴嘴安裝孔(14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g)； 噴嘴，用于噴射醇； 與噴嘴安裝孔相配合的醇軌，為噴嘴提供醇。
6.根據權利要求5所述的組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述第一擋板橫向并排3個噴嘴座(14a、14b、14c)。
7.根據權利要求5所述的組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述噴嘴安裝孔數量為4，沿噴嘴安裝孔中心線投影方向，呈梯形分布，4個噴嘴分別位于其中(15d、15e、15f、15g);所述醇軌為梯形空腔，在對應于噴嘴的位置開有4個出醇口。
8.根據權利要求7所述的組合貫穿距的噴醇器，其特征在于，所述梯形分布為等腰梯形分布，兩條腰的延長 線夾角為60度。
專利摘要本實用新型涉及柴油和醇混合燃燒時的甲醇噴射裝置，進一步涉及一種組合貫穿距的噴醇器。加快甲醇液滴的蒸發(fā)氣化，并提高甲醇空氣混合氣進入各缸的均勻性。本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn)在發(fā)動機進氣歧管與進氣管連接處設置一個彎頭，在彎頭處安裝2個或2個以上不同貫穿距的、噴射醇的噴嘴，噴嘴的噴孔中心線與進氣歧管軸線平行或向下傾斜，實現(xiàn)至少兩種以上的醇噴射貫穿距，使醇自噴嘴噴出后在發(fā)動機進氣歧管的不同部位著陸。多貫穿距噴醇器使醇液噴射到發(fā)動機歧管的不同部位，降低發(fā)動機熱負荷，減少發(fā)動機冷卻水帶走的廢熱。
文檔編號F02M61/14GK203081631SQ20122057900
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權日2012年11月6日
發(fā)明者姚春德, 王全剛, 姚安仁, 魏立江, 劉軍恒 申請人:天津大學